JPH07139492A - 水中可変速ポンプ - Google Patents
水中可変速ポンプInfo
- Publication number
- JPH07139492A JPH07139492A JP5283017A JP28301793A JPH07139492A JP H07139492 A JPH07139492 A JP H07139492A JP 5283017 A JP5283017 A JP 5283017A JP 28301793 A JP28301793 A JP 28301793A JP H07139492 A JPH07139492 A JP H07139492A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- pump
- variable speed
- control circuit
- submersible
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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- Control Of Non-Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、駆動ユニットをモータと一体
化することにより、放熱効果が大きく、モータの可変速
制御の遠隔操作が容易な水中モータポンプを提供するこ
とにある。 【構成】駆動モータは固定子１と回転子２、及びシャフ
ト５から成り、シャフトにはポンプ３が接続されてい
る。インバータ回路，制御回路及び回転子位置検出セン
サからなる駆動ユニット６がモータ内部に設置され電源
ケーブル７を介して電源供給を受け、モータに電力を伝
える構成となっている。 【効果】インバータ部と制御回路を水中モータポンプ内
に設置することにより、外部からの駆動信号は、電源及
び低圧，小電流のロジックレベルの信号で良く、配線ケ
ーブルを太くする必要はなくモータの可変速制御の遠隔
操作が容易である。
化することにより、放熱効果が大きく、モータの可変速
制御の遠隔操作が容易な水中モータポンプを提供するこ
とにある。 【構成】駆動モータは固定子１と回転子２、及びシャフ
ト５から成り、シャフトにはポンプ３が接続されてい
る。インバータ回路，制御回路及び回転子位置検出セン
サからなる駆動ユニット６がモータ内部に設置され電源
ケーブル７を介して電源供給を受け、モータに電力を伝
える構成となっている。 【効果】インバータ部と制御回路を水中モータポンプ内
に設置することにより、外部からの駆動信号は、電源及
び低圧，小電流のロジックレベルの信号で良く、配線ケ
ーブルを太くする必要はなくモータの可変速制御の遠隔
操作が容易である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、水中ポンプに関わり、
特にモータの可変速制御が容易で遠隔操作に適し、制御
回路とパワー半導体の冷却効率が良い水中可変速モータ
ポンプに関わる。
特にモータの可変速制御が容易で遠隔操作に適し、制御
回路とパワー半導体の冷却効率が良い水中可変速モータ
ポンプに関わる。
【０００２】
【従来の技術】水中ポンプに要求される機能として、例
えば深井戸用のものに関して言えば、極細径対応のモー
タの要求を満たすため、モータの高速回転化があげられ
る。さらに、半導体素子によるインバータ技術の進歩に
よりモータの可変速制御の要求が高まっている。
えば深井戸用のものに関して言えば、極細径対応のモー
タの要求を満たすため、モータの高速回転化があげられ
る。さらに、半導体素子によるインバータ技術の進歩に
よりモータの可変速制御の要求が高まっている。
【０００３】従来の水中ポンプとしては特開昭55−8129
8 号公報に述べられている様に、駆動モータ，ポンプ及
び位置検出センサが一体化された構造となっている。こ
の構造の水中モータを可変速制御するためには、インバ
ータ回路および制御回路を、ポンプ外部に設置する必要
があり、モータを駆動するための大電流を外部からのケ
ーブルを通して供給しなければならない。このため、ス
イッチング時の誘導ノイズが発生しやすく、それをさけ
るためには、配線を短くするか太くするか、スナバ回路
を入れる必要があった。そのため、水中ポンプは遠隔操
作がしにくいという問題があった。またインバータ回路
または制御回路には放熱板を取り付けねばならず、制御
部の体積が大きいという問題があった。
8 号公報に述べられている様に、駆動モータ，ポンプ及
び位置検出センサが一体化された構造となっている。こ
の構造の水中モータを可変速制御するためには、インバ
ータ回路および制御回路を、ポンプ外部に設置する必要
があり、モータを駆動するための大電流を外部からのケ
ーブルを通して供給しなければならない。このため、ス
イッチング時の誘導ノイズが発生しやすく、それをさけ
るためには、配線を短くするか太くするか、スナバ回路
を入れる必要があった。そのため、水中ポンプは遠隔操
作がしにくいという問題があった。またインバータ回路
または制御回路には放熱板を取り付けねばならず、制御
部の体積が大きいという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はインバ
ータ回路，制御回路の放熱効果が大きく、モータの可変
速制御が可能で、遠隔操作が容易な水中モータポンプを
提供することにある。
ータ回路，制御回路の放熱効果が大きく、モータの可変
速制御が可能で、遠隔操作が容易な水中モータポンプを
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、インバータ回路と制御回路を水中モータポンプ内に
設置し、それらの回路部を、半導体素子の放熱効率が最
も高くなるように、ケーシングに密接して設置したもの
である。
め、インバータ回路と制御回路を水中モータポンプ内に
設置し、それらの回路部を、半導体素子の放熱効率が最
も高くなるように、ケーシングに密接して設置したもの
である。
【０００６】
【作用】インバータ部と制御回路を水中モータポンプ内
に設置することにより、外部からの駆動信号は、電源及
び低圧，小電流のロジックレベルの信号で良く、配線ケ
ーブルを太くする必要はなく、遠隔操作が容易である。
また水中にて使用することを考慮し、ポンプのケーシン
グに密着させて、パワー素子を設置すれば冷却効果が大
きく駆動ユニットを小型化できる。
に設置することにより、外部からの駆動信号は、電源及
び低圧，小電流のロジックレベルの信号で良く、配線ケ
ーブルを太くする必要はなく、遠隔操作が容易である。
また水中にて使用することを考慮し、ポンプのケーシン
グに密着させて、パワー素子を設置すれば冷却効果が大
きく駆動ユニットを小型化できる。
【０００７】
【実施例】以下本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明の第１の実施例を示す水中モータポン
プの断面図である。１は駆動モータの固定子、２は回転
子、３はポンプ、４はケーシング、５はシャフト、６は
駆動ユニット、７は電源ケーブルを示す。駆動モータは
高圧ブラシレスモータで、駆動ユニットは固定子１に電
力を供給すると、回転子２及びモータが回転を開始す
る。このとき、ユニット内の回転子位置検出センサによ
り相切り換えのタイミングが駆動回路に伝えられる。図
２（ａ）は駆動ユニットの構成を示す。８はコンバー
タ、９はワンチップインバータでインバータ回路とその
制御回路をモノリシック化した集積回路で、インバータ
回路部での発熱を効率良く冷却するため、パッケージの
タブ１０がユニットの金属部１１を介してポンプのケー
シングに密着して接続されている。１２は回転子位置検
出センサを示す。図２（ｂ）はモータを含めた駆動ユニ
ットのブロック図を示す。ワンチップインバータ９はイ
ンバータ回路１３とその制御回路１４から構成されてい
る。インバータ回路に使用しているパワー半導体は、特
に上アーム駆動回路の消費パワーをおさえるため電圧駆
動型のＩＧＢＴを用いている。制御回路１４はＰＷＭ制
御回路１６，信号分配回路１５，下アーム駆動回路１
７，上アーム駆動回路１８、及び渦電流検出回路１９か
ら構成されている。ＡＣ１００Ｖまたは２００Ｖの電源
が電源ケーブル７によりモータ外部から供給され、コン
バータ８によりＤＣの高電圧１４０〜２８０Ｖ及び低圧
５〜１５Ｖに変換され、それぞれインバータ回路と制御
回路に供給される。また制御回路に速度指令の電圧２０
を供給することによりＰＷＭ信号のdutyを制御し、任意
にモータの回転数を変えることができる。制御回路は、
位置検出センサ１２からのタイミングにより、インバー
タ回路のオン，オフの制御信号を作成し、これに従って
インバータ回路はモータに電力を供給する。
る。図１は本発明の第１の実施例を示す水中モータポン
プの断面図である。１は駆動モータの固定子、２は回転
子、３はポンプ、４はケーシング、５はシャフト、６は
駆動ユニット、７は電源ケーブルを示す。駆動モータは
高圧ブラシレスモータで、駆動ユニットは固定子１に電
力を供給すると、回転子２及びモータが回転を開始す
る。このとき、ユニット内の回転子位置検出センサによ
り相切り換えのタイミングが駆動回路に伝えられる。図
２（ａ）は駆動ユニットの構成を示す。８はコンバー
タ、９はワンチップインバータでインバータ回路とその
制御回路をモノリシック化した集積回路で、インバータ
回路部での発熱を効率良く冷却するため、パッケージの
タブ１０がユニットの金属部１１を介してポンプのケー
シングに密着して接続されている。１２は回転子位置検
出センサを示す。図２（ｂ）はモータを含めた駆動ユニ
ットのブロック図を示す。ワンチップインバータ９はイ
ンバータ回路１３とその制御回路１４から構成されてい
る。インバータ回路に使用しているパワー半導体は、特
に上アーム駆動回路の消費パワーをおさえるため電圧駆
動型のＩＧＢＴを用いている。制御回路１４はＰＷＭ制
御回路１６，信号分配回路１５，下アーム駆動回路１
７，上アーム駆動回路１８、及び渦電流検出回路１９か
ら構成されている。ＡＣ１００Ｖまたは２００Ｖの電源
が電源ケーブル７によりモータ外部から供給され、コン
バータ８によりＤＣの高電圧１４０〜２８０Ｖ及び低圧
５〜１５Ｖに変換され、それぞれインバータ回路と制御
回路に供給される。また制御回路に速度指令の電圧２０
を供給することによりＰＷＭ信号のdutyを制御し、任意
にモータの回転数を変えることができる。制御回路は、
位置検出センサ１２からのタイミングにより、インバー
タ回路のオン，オフの制御信号を作成し、これに従って
インバータ回路はモータに電力を供給する。
【０００８】本実施例によれば、水中モータのケーシン
グの内部にインバータ回路と制御回路を設置しているの
で、外部からの供給信号は、ＡＣ電圧と速度指令信号の
みで良く、モータとインバータ間の配線長を短くできる
ので、スイッチング時の配線インダクタンスによる影響
を無視できるため、電源線を細くでき、遠隔操作が容易
な水中可変速モータを提供できる。ユニット内にマイコ
ンを内蔵すれば速度指令信号をマイコンから供給でき、
外部からの供給信号はＡＣ電圧のみとすることもでき
る。また、インバータ部のパワー半導体素子が、金属部
を介して、ポンプのケーシングに設置されているので、
水冷による冷却効果は大きい。図３，図４にモータの容
量が大きく、インバータ回路と制御回路をワンチップに
集積することが困難な場合の第２の実施例を示す。図３
は制御部を専用のドライバーIC9a，インバータ部を６ケ
のＩＧＢＴとダイオードのアレイで構成したものであ
る。図３（ａ）は駆動ユニットの構成を、同図（ｂ）は
そのブロック図を示す。また駆動ユニットはモータ室内
の上部に設置してもよい。
グの内部にインバータ回路と制御回路を設置しているの
で、外部からの供給信号は、ＡＣ電圧と速度指令信号の
みで良く、モータとインバータ間の配線長を短くできる
ので、スイッチング時の配線インダクタンスによる影響
を無視できるため、電源線を細くでき、遠隔操作が容易
な水中可変速モータを提供できる。ユニット内にマイコ
ンを内蔵すれば速度指令信号をマイコンから供給でき、
外部からの供給信号はＡＣ電圧のみとすることもでき
る。また、インバータ部のパワー半導体素子が、金属部
を介して、ポンプのケーシングに設置されているので、
水冷による冷却効果は大きい。図３，図４にモータの容
量が大きく、インバータ回路と制御回路をワンチップに
集積することが困難な場合の第２の実施例を示す。図３
は制御部を専用のドライバーIC9a，インバータ部を６ケ
のＩＧＢＴとダイオードのアレイで構成したものであ
る。図３（ａ）は駆動ユニットの構成を、同図（ｂ）は
そのブロック図を示す。また駆動ユニットはモータ室内
の上部に設置してもよい。
【０００９】図４は本発明の第３の実施例を示す断面図
である。駆動ユニットが、モータのポンプ側に設置され
ている。位置検出センサのみが、モータ側に設置してあ
る。駆動ユニットの内部の構成は、位置検出センサを除
き実施例１と同様である。本実施例によれば、駆動ユニ
ットがポンプ側におかれているため、ポンプが回転し始
めたときに生じる水流による冷却効果も加わるので、放
熱板が不要となり、ユニットが小型化できる。
である。駆動ユニットが、モータのポンプ側に設置され
ている。位置検出センサのみが、モータ側に設置してあ
る。駆動ユニットの内部の構成は、位置検出センサを除
き実施例１と同様である。本実施例によれば、駆動ユニ
ットがポンプ側におかれているため、ポンプが回転し始
めたときに生じる水流による冷却効果も加わるので、放
熱板が不要となり、ユニットが小型化できる。
【００１０】
【発明の効果】インバータ部と制御回路を水中モータポ
ンプ内に設置することにより、外部からの駆動信号は、
電源及び低圧，小電流のロジックレベルの信号で良く、
配線ケーブルを太くする必要はなくモータの可変速制御
の遠隔操作が容易である。また水中にて使用することを
考慮し、ポンプのケーシングに密着させて、パワー素子
を設置しているので冷却効果が大きく駆動ユニットを小
型化できる。
ンプ内に設置することにより、外部からの駆動信号は、
電源及び低圧，小電流のロジックレベルの信号で良く、
配線ケーブルを太くする必要はなくモータの可変速制御
の遠隔操作が容易である。また水中にて使用することを
考慮し、ポンプのケーシングに密着させて、パワー素子
を設置しているので冷却効果が大きく駆動ユニットを小
型化できる。
【図１】本発明の第１の実施例の水中モータポンプの断
面図である。
面図である。
【図２】本発明の第１の実施例の駆動ユニットの構成と
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】本発明の第２の実施例の駆動ユニットの構成と
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】本発明の第３の実施例の水中モータポンプの断
面図である。
面図である。
１…モータの固定子、２…回転子、３…ポンプ、４…ケ
ーシング、５…シャフト、６…駆動ユニット、７…電源
ケーブル、８…コンバータ、９…ワンチップインバー
タ、９ａ…ドライバーＩＣ、９ｂ…ＩＧＢＴアレイ、９
ｃ…ディスクリートＭＯＳ、１０…パッケージのタブ、
１１…ユニットの金属部、１２…回転子位置検出セン
サ、１３…インバータ回路、１４…制御回路、１５…信
号分配回路、１６…ＰＷＭ制御回路、１７…下アーム駆
動回路、１８…上アーム駆動回路、１９…渦電流検出回
路、２０…速度指令電圧。
ーシング、５…シャフト、６…駆動ユニット、７…電源
ケーブル、８…コンバータ、９…ワンチップインバー
タ、９ａ…ドライバーＩＣ、９ｂ…ＩＧＢＴアレイ、９
ｃ…ディスクリートＭＯＳ、１０…パッケージのタブ、
１１…ユニットの金属部、１２…回転子位置検出セン
サ、１３…インバータ回路、１４…制御回路、１５…信
号分配回路、１６…ＰＷＭ制御回路、１７…下アーム駆
動回路、１８…上アーム駆動回路、１９…渦電流検出回
路、２０…速度指令電圧。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松林 純 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立製作所リビング機器事業部内
Claims (5)
- 【請求項１】ポンプ部分と駆動モータが一体に構成さ
れ、駆動モータは制御回路とインバータ回路により可変
速制御される水中ポンプにおいて、インバータ回路とそ
の制御回路は同一のパッケージに組み込んだ集積回路ま
たはパワー半導体モジュールにより構成され、インバー
タ回路と制御回路部及び位置検出センサが水中ポンプ内
部に設置され、交流ライン電圧をコンバータで変換した
高圧直流電圧を電源として前記駆動モータがインバータ
回路により可変速されることを特徴とする水中可変速ポ
ンプ。 - 【請求項２】請求項１において、インバータ回路及び制
御回路部がモータ側に設置されたことを特徴とする水中
可変速ポンプ。 - 【請求項３】請求項１において、インバータ回路及び制
御回路部がポンプ側に設置されたことを特徴とする水中
可変速ポンプ。 - 【請求項４】請求項１において、インバータ回路部のパ
ワー半導体素子が冷却のためポンプのケーシングに金属
体を介して設置されたことを特徴とする水中可変速ポン
プ。 - 【請求項５】請求項４のパワー半導体素子は、電圧駆動
型デバイスであることを特徴とする水中可変速ポンプ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28301793A JP3326918B2 (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 水中可変速ポンプ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28301793A JP3326918B2 (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 水中可変速ポンプ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07139492A true JPH07139492A (ja) | 1995-05-30 |
| JP3326918B2 JP3326918B2 (ja) | 2002-09-24 |
Family
ID=17660153
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28301793A Expired - Fee Related JP3326918B2 (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 水中可変速ポンプ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3326918B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012067658A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Mitsubishi Electric Corp | エンジン |
| CN106401987A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-02-15 | 荆门市召铭液压科技有限公司 | 一种流量可调节消防泵 |
| JP2021032163A (ja) * | 2019-08-26 | 2021-03-01 | 株式会社荏原製作所 | ポンプ装置 |
-
1993
- 1993-11-12 JP JP28301793A patent/JP3326918B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012067658A (ja) * | 2010-09-22 | 2012-04-05 | Mitsubishi Electric Corp | エンジン |
| CN106401987A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-02-15 | 荆门市召铭液压科技有限公司 | 一种流量可调节消防泵 |
| JP2021032163A (ja) * | 2019-08-26 | 2021-03-01 | 株式会社荏原製作所 | ポンプ装置 |
| WO2021039819A1 (ja) * | 2019-08-26 | 2021-03-04 | 株式会社荏原製作所 | ポンプ装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3326918B2 (ja) | 2002-09-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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